煤炭的运输方式及其分析

煤炭的运输方式及其分析煤炭是重要的能源之一，主要是用于工业或民用燃料及供给动力，也是冶金、化工等部门的重要原料。煤经过高温或低温干馏加工，可生产出焦炭以及气体和液体燃料，还可提炼出几百种化工原料。因此，煤在国民经济建设发展中，具有十分重要的地位和作用。煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上。在各大陆、大洋岛屿都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家，也是世界上主要产煤国，中国的煤炭资源在世界居于前列，仅次于美国和俄罗斯。截至2011年，中国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭产量32.4亿吨，相当于18.004亿吨油当量，占世界比例高达48.3%；其次是美国，占世界产量比例为14.8%；排名第三的是澳大利亚，占世界产量比例为6.3%；印度和印尼则分别排名第四五，占世界产量比例分别是5.8%和5.0%。在中国，主要煤城有河北省的开滦、峰峰；山西省的大同、阳泉、西山；辽宁省的阜新；黑龙江省的鸡西、鹤岗；江苏省的徐州；安徽省的淮北、淮南；河南省的平顶山；山东的兖州。煤主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源，任何煤都可作为工业和民用燃料。②炼焦。把煤置于干馏炉中，隔绝空气加热，煤中有机质随温度升高逐渐被分解，其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出，成为焦炉煤气和煤焦油，而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料，也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造，也可用来制造氮肥、电石。电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。③气化。气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。④低温干馏。把煤或油页岩置于550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气，低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。⑤加氢液化。将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化为低分子液态和气态产物，进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向。煤有褐煤、烟煤、无烟煤三类。煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。单位质量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，规定凡能产生29.27MJ低位发热量的能源可折算为1公斤煤当量（标准煤），并以此标准折算耗煤量。1．褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。2．烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。3．无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。4、泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可高达90%，所以需要露天风干后使用；泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。泥煤可燃性好，很容易着火燃烧，反应性强，含硫量低，灰分熔点低，但机械强度较低。因此，泥煤在工业上使用价值不高，更不宜长途运输，一般只作为地方性燃料使用。产区分布于西南各省和浙江（西湖泥煤）等地。我国煤炭产地主要集中在以山西为中心的北方产区，以山东、两淮为中心的华东产区，以贵州为中心的西南产区，以及东北产区和西北产区。煤炭的消费地大都集中在经济较为发达的东部沿海和南方地区。除了东北产区的煤炭自给自足外，其他产区的煤炭都要进行外运，从而形成了北煤南运、西煤东运的格局。中国煤炭运输主要依靠铁路、公路、沿海和内河水运。煤炭的运输方式包括铁路、水路和公路，或单方式直达运输，或铁路、公路、水路多式联运。1、公路运输由于成本和运价等因素，理论上讲，公路煤炭运输只适合区域内近距离的运输。事实上，公路煤炭运输作为铁路和水路煤炭运输的重要补充，在主要的煤炭生产基地和煤炭中转港腹地，一直有部分中、短距离的公路直达运输或公路集港运输。跨地区公路煤炭运输主要集结在山西、内蒙古等地区。大规模的长距离煤炭运输并不是公路运输方式的优势所在，然而近几年来，随着经济发展对煤炭需求的大幅度增长，铁路运力不断趋紧，公路煤炭运输发展较快。从成本核算的角度讲，公路煤运的经济运距应该不超过1000公里。但是，在电煤严重紧张，铁路运能无法满足的情况下，许多用煤企业不得不选择了公路甚至是高速公路运输，无形中成倍地提高了煤炭的消费价格。2、水路运输我国煤炭水上运输包括海运和内河运输。煤炭的海上运输首先通过铁路或公路将煤炭从生产基地集结到北方沿海中转港口，再由海轮运向渤海湾、华东和中南地区以及国外；内河煤炭运输通道主要包括长江和京杭运河，主要是将来自晋、冀、豫、皖、鲁、苏及海进江（河）的煤炭经过长江或运河的煤炭中转港或主要支流港中转后，用轮驳船运往华东和沿江（河）用户，从而形成了我国水上煤炭运输“北煤南运”、“西煤东运”的水上运输格局，2007年，全国内河运煤2.44亿吨。近十年来，通过对北方大型煤炭装船港和南方煤炭接卸港的大规模建设，以及大型运煤船队的发展，煤炭水上运输能力有了很大的提高。从目前情况来看，海运不会形成今后数年煤炭运输的瓶颈，不仅交通部对港口的未来规划已考虑了煤炭需求，各港口对煤炭码头的建设积极性很高，甚至有专家产生海运港口和运输能力是否会过剩的顾虑。并且，目前港口建设投资已经多元化，无论国资、民资还是外资均可参与。因此，近年来港口建设发展较快。由于煤炭运输利润的持续可观，目前国内各方对港口以及煤炭码头的建设十分积极。3、铁路运输我国铁路煤运量一直占煤运总量的60%以上，煤炭运输量占铁路货运总量的40%左右。铁路是我国煤炭运输的主要方式，而煤炭历来是铁路运输的主要货物。铁路的煤炭运量占全国煤炭运输量的70%以上，由于我国煤炭资源主要分布在西北方，而煤炭消费主要在东南方，从而形成若干从北向南、由西向东的运煤铁路大通道。从铁路运输布局上看，北通道由于每年受到动力煤的季节性波动，因此在夏季和冬季会有很大的波动，造成季节性的运力紧张。中南部瓶颈约束仍然紧迫。运力规模与市场供给关系分析，山西北通道相对紧张，中通道、南通道的运输能力与实际需求相差甚大。目前，线路运力都非常紧张，严重制约了山西煤炭外运，从而也造成了部分省市煤炭的紧缺，导致煤炭消费地的煤炭价格上涨。我国铁路煤运量一直占煤运总量的60%以上，煤炭运输量占铁路货运总量的49%左右，铁路运输如此重要，但运能紧张问题却一时难以解决。从整个铁路系统来看，我国的铁路运行里程与我国的面积、人口、经济发展相比不相适应。我国现有铁路营业里程7万多公里，仅占世界铁路总营运里程的6%，却完成了世界24%的运输量，平均负荷是世界平均水平的4倍。铁路运输能力的严重不足，已经成为煤炭供需平衡的严重制约。在煤炭航运过程中，船运散装煤炭的通风，在开航前（时）进行4～6天的表面通风，然后每隔一天，进行6h的表面通风。原则是排出舱内热量以防止积聚，又避免提供过多的氧气促使其氧化自燃。船舶的平舱，如果在煤炭装船期间，未按要求进行平舱、压实，则通风时的空气会进入煤层当中，加速煤炭的氧化。（1）装货过程中①煤在装船过程，必须对货舱进行平整，以避免易燃气体在坑洼处积聚。平整的煤炭表面可以保证通风的可靠性和全面性。②用推土机（bulldozer）去压实煤炭的表面，以减少煤层中的空气含量。（2）运输途中①定时通风。煤的通风实质是换气，煤只需进行表面通风（除去易爆及易燃的气体）。②建议船上制定程序保证通风设备晚上开启，日间关闭。在晚上对货舱进行通风时，所有的其他空间（如桅屋、储物间）必须保持关闭。③各货舱中煤层上面的大气必须每天定时测量甲烷、氧、一氧化碳等气体的含量。测量时，货舱不允许开舱。④在所有工作间、物料间、通道、隧道和其他毗连的空间例行检查甲烷、氧和一氧化碳含量，尤其在允许人员进入该空间之前。⑤应定时测量货舱温度、三个不同深度的货物温度和一氧化碳含量，提前预测潜在的火。（3）若船舶在海上发生火灾，船长应果断关闭通风，使用船上的固定式二氧化碳灭火系统。若船舶在码头发生火灾，船长可以申请将液氮（华氏零下320度）灌入货舱灭火。20121854黄鑫顺